Взаимовыгодные отношения калифорнийских дубов и грибов могут смягчить последствия изменения климата

Эколог из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре Ан Буи и её коллеги исследовали, как изменение климата может повлиять на грибные сообщества в почве лесов Калифорнии.

Гипотеза "Анны Карениной" для микробиомов

Исследователи опирались на идею, известную как гипотеза "Анны Карениной": у нездорового или испытывающего стресс организма-хозяина микробиом более разнообразен, чем у здорового. Это разнообразие может быть реакцией на нестабильные условия.

Роль грибов в лесных системах

Почвенные грибы играют ключевую роль в жизни лесов:

• Сапротрофы разлагают мёртвое органическое вещество.
• Патотрофы питаются живой органикой.
• Симбиотрофы (микоризные грибы) вступают во взаимовыгодные отношения с растениями через корни.

Микоризные грибы, образующие подземную сеть ("древесную паутину"), получают от деревьев углерод, а взамен снабжают их азотом и фосфором из почвы. Согласно исследованию, эти грибы обеспечивают почти половину органического азотного бюджета дерева и вносят основной объём нового углерода в почву.

Метод исследования: климатический градиент

Учёные взяли пробы почвы вдоль градиента от аридных (сухих) до мезичных (умеренно влажных) условий в горах Техачапи на ранчо Тэджон. Эти участки служили моделью того, как может выглядеть Калифорния в условиях будущего изменения климата. Особое внимание уделялось почве вокруг дубов, где формируют свои сети микоризные грибы.

Результаты: разнообразие и стабильность

• Грибные сообщества на разных участках оказались совершенно разными.
• Самые жаркие и сухие участки показали наибольшее количество и разнообразие видов грибов, что соответствует гипотезе "Анны Карениной": деревья в более стрессовых условиях имели самые разнообразные грибные сообщества.
• Однако сообщества взаимовыгодных симбионтов (микориз) оставались более сходными в разных климатических условиях по сравнению со всем грибным сообществом. Наблюдались лишь небольшие сдвиги внутри популяций мутуалистов в сторону признаков, более полезных в данных обстоятельствах.

Вывод: буферный эффект взаимовыгодных отношений

Результаты указывают на возможность того, что взаимодействие с хозяином для микоризных грибов смягчает (буферизует) сдвиг в структуре сообщества, который испытывает всё грибное сообщество. Этот эффект может быть взаимным: защита грибов от изменений климата сохраняет их функцию, что, в свою очередь, может помочь деревьям-хозяевам сохранить свою функцию в меняющейся экосистеме.

По словам Ан Буи, это даёт "немного надежды", что ключевые игроки экосистемы, такие как дубы и их грибы-симбионты, смогут продолжать выполнять свою роль, несмотря на климатические изменения. Для понимания масштабов этого буферного эффекта необходимы дальнейшие исследования.